Braz. J. of Develop., Curitiba, v. 6, n. 7, p. 50492-50501 jul. 2020. ISSN 2525-8761
Análise das condições climáticas dos municípios de Marechal Cândido Rondon e
Toledo para a secagem de grãos de soja e milho com ar ambiente
Analysis of climatic conditions in the municipalities of Marechal Cândido
Rondon and Toledo for drying soybean and corn grains with natural air
DOI:10.34117/bjdv6n7-630
Recebimento dos originais: 03/06/2020 Aceitação para publicação: 23/07/2020
Júlia Pedroso Dias
Graduada em Agronomia pela Universidade Federal do Paraná Instituição: Universidade Federal do Paraná
Endereço: Rua Pioneiro, 2153, Jardim Dallas, 85950-000, Palotina/PR, Brasil E-mail: juliapedias@gmail.com
Andressa Vogt
Graduada em Agronomia pela Universidade Federal do Paraná Instituição: Universidade Federal do Paraná
Endereço: Rua Pioneiro, 2153, Jardim Dallas, 85950-000, Palotina/PR, Brasil E-mail: andressavogt@gmail.com
Fernanda Alexandre Soares
Graduada em Agronomia pela Universidade Federal do Paraná Instituição: Universidade Federal do Paraná
Endereço: Rua Pioneiro, 2153, Jardim Dallas, 85950-000, Palotina/PR, Brasil E-mail: fernandasoaresax@gmail.com
Caroline Bertoglio
Graduada em Agronomia pela Universidade Federal do Paraná Instituição: Universidade Federal do Paraná
Endereço: Rua Pioneiro, 2153, Jardim Dallas, 85950-000, Palotina/PR, Brasil E-mail: cabertoglioo@gmail.com
Vagner Mauricio da Silva Antunes
Graduando em Agronomia pela Universidade Federal do Paraná Instituição: Universidade Federal do Paraná
Endereço: Rua Pioneiro, 2153, Jardim Dallas, 85950-000, Palotina/PR, Brasil E-mail: vg.antunes2017@gmail.com
Decio Mossini Júnior
Mestre em Ambientes e sistemas de produção agrícola pela Universidade do Estado de Mato Grosso Instituição: Bayer Brazil - Crop Science, Monsanto do Brasil Ltda.
Endereço: Rod. BR 070, S/N - Km 350, CEP 78840-000, Campo Verde/MT, Brasil E-mail: decio.mossini@bayer.com
Braz. J. of Develop., Curitiba, v. 6, n. 7, p. 50492-50501 jul. 2020. ISSN 2525-8761
Fabrício Schwanz da Silva
Doutor em Engenharia Agrícola pela Universidade Federal de Viçosa
Instituição: Universidade Federal do Paraná – UFPR, Setor Palotina, Departamento de Engenharias e Exatas
Endereço: Rua Pioneiro, 2153, Jardim Dallas, 85950-000, Palotina/PR, Brasil E-mail: f2s.fabricio@gmail.com
RESUMO
A secagem com ar ambiente consiste em promover a retirada parcial de água do grão sem a utilização de uma fonte de calor para aquecer o ar possibilitando um armazenamento adequado por mais tempo e reduzindo a perda de qualidade. Objetivou-se com a realização deste trabalho avaliar se as condições climáticas nos municípios de Marechal Cândido Rondon e Toledo são favoráveis para a secagem com ar ambiente de grãos de soja e milho. Selecionou-se o ano com o menor potencial adiabático para cada município, e com base nos dados climáticos calculou-se a umidade de equilíbrio dos grãos, ao longo de todos os decêndios do ano, a qual foi calculada e comparada com a umidade de comercialização e de armazenamento dos diferentes produtos agrícolas em análise, principalmente na época de colheita. Somente o município de Toledo apresenta condições climáticas favoráveis e potencial à secagem com ar ambiente de grãos de soja e o município de Marechal Cândido Rondon apresenta baixo potencial para o uso deste método de secagem, necessitando complementar a secagem com métodos que promovam o aquecimento do ar. Já para os grãos de milho, ambos municípios não possuem condições climáticas favoráveis a utilização do ar ambiente de forma unitária para a realização da secagem dos grãos.
Palavras-chave: ar natural, equilíbrio higroscópico, umidade de equilíbrio. ABSTRACT
Drying with ambient air consists of promoting the partial removal of water from the grain without the use of a heat source to heat the air, allowing an adequate storage for a longer time, reducing the loss of quality. The objective of this work was to evaluate whether the climatic conditions in the municipalities of Marechal Cândido Rondon and Toledo are favorable for drying with air of soy beans and corn. The year with the lowest adiabatic potential for each municipality was selected, and based on climatic data, the equilibrium moisture content of the grains was calculated over all periods of ten days of the year, which was calculated and compared with the commercialization and storage moisture of the different agricultural products under analysis, mainly at harvest time. Only the municipality of Toledo has favorable climatic conditions and potential for drying soy beans with ambient air and the municipality of Marechal Cândido Rondon has low potential for using this drying method, needing to complement drying with methods that promote air heating. As for corn grains, both municipalities do not have favorable climatic conditions to use ambient air in a unitary manner to dry the grains. keywords: natural air, hygroscopic equilibrium, equilibrium moisture.
1 INTRODUÇÃO
Marechal Cândido Rondon e Toledo são municípios do estado do Paraná, localizados na Mesorregião geográfica Oeste Paranaense, pertencentes a Microrregião Geográfica Toledo (IPARDES, 2012). Esses municípios, assim como o restante do estado apresentam destaque no setor do agronegócio nacional (SILVA; LIMA; LIMA, 2016), apresentando crescimento vertical em seus
Braz. J. of Develop., Curitiba, v. 6, n. 7, p. 50492-50501 jul. 2020. ISSN 2525-8761 índices produtivos. De acordo com a CONAB (2018), o estado é o segundo maior produtor de grãos do país, responsável por aproximadamente 16% da produção brasileira (safra 2017/2018), superado somente pelo Mato Grosso, sendo o milho e a soja os grãos que mais destacam-se na produção nacional e estadual.
Uma das áreas que se favoreceu com os avanços tecnológicos dos últimos anos foi a medição de dados meteorológicos, que passou de rudimentar e errônea para, na maioria dos casos, automatizada e extremamente confiável (TURCO; BARBOSA, 2008), deixando os estudos que dependem desses resultados mais corretos, confiáveis e fundamentados.
As condições climáticas possuem forte influência nos índices de produtividade, e afetam diretamente na incidência de pragas e doenças além de interferir nos processos de pós-colheita como secagem e armazenamento (MOSSINI JUNIOR et al., 2013).
A temperatura e umidade relativa do ar são variáveis que apresentam elevada importância à agricultura. Para as operações de secagem e armazenamento de grãos e sementes, é imprescindível o conhecimento dessas variáveis, já que os grãos possuem a característica de higroscopicidade, que conferem a capacidade do produto em ganhar ou perder umidade para o ambiente onde encontram-se, para que ocorra assim um equilíbrio com o meio. Esse equilíbrio entre o grão e o ambiente, desde que, propiciem teores de umidade adequados, preserva e mantém a qualidade e o poder germinativo, não causa incidência e proliferação de agentes patogênicos e pode-se deixar estocado por um período mais longo (SILVA, 2008).
No momento da colheita, em diversas situações, o grão possui umidade superior a recomendada para o armazenamento. Para o armazenamento, busca-se reduzir ao máximo as possíveis deteriorações por bactérias, fungos e insetos, além de reduzir a respiração dos grãos. Essas reduções podem ser obtidas, dentre outros, pelo método da secagem (SILVA; MOSSINI JUNIOR; DALLACORT, 2017).
Normalmente utiliza-se o processo de secagem artificial com ar aquecido, em que massas de ar aquecidas são conduzidas entre os grãos para que os mesmos percam sua umidade. Em grande parte dos casos utiliza-se lenha para promover o aquecimento. Tal processo possui diversas desvantagens, como impregnação da fumaça no grão e combustão descontínua, além de propiciar uma redução na qualidade dos grãos devido as altas temperaturas (SALVADORI et al., 2017).
Em alguns casos é possível realizar a secagem com ventilação forçada em secadores estacionários, utilizando apenas ar ambiente. Nesta operação é observado um pequeno aquecimento do ar de secagem, proveniente do atrito entre o ar e às pás do ventilador, este fenômeno chega a promover uma elevação na temperatura de 2 à 3ºC (MOSSINI JUNIOR et al., 2013). É necessário, no entanto, considerar se o período do ano e as condições climáticas do local são convenientes para a
Braz. J. of Develop., Curitiba, v. 6, n. 7, p. 50492-50501 jul. 2020. ISSN 2525-8761 realização da secagem dos grãos sem o aquecimento do ar (CARDOSO NETO et al., 2018). Esse processo apresenta diversas vantagens, como a preservação da qualidade dos grãos (SINGH; JAYAS; LARSON, 2015) é econômico, prático, e se torna viável para pequenos e médios produtores (PITOMBEIRA, 2013). Segundo Souza, Queiroz e Lacerda Filho (2002), a desvantagem deste método é que depende exclusivamente das condições climáticas, e em alguns casos pode demandar mais tempo para chegar à umidade desejada, por isso a importância de se estudar o clima da região onde será realizada a secagem.
O objetivo desse trabalho foi avaliar e determinar se as condições climáticas nos municípios de Marechal Cândido Rondon e Toledo são favoráveis para a secagem dos grãos de milho e soja com ar natural, tendo como base de avaliação a umidade de equilíbrio, de armazenamento e comercialização de cada produto.
2 METODOLOGIA
O presente trabalho foi desenvolvido nas dependências da Universidade Federal do Paraná (UFPR), Setor Palotina, no Laboratório de Hidro Informática e Simulação de Biossistemas Rurais, no município de Palotina/PR.
Para a realização deste trabalho, utilizaram-se séries históricas de 18 anos (1999–2016) fornecidas pelo Sistema Meteorológico do Paraná (SIMEPAR), contendo informações meteorológicas diárias de temperaturas máxima, média, mínima e umidade relativa do ar dos municípios de Marechal Cândido Rondon e Toledo.
A determinação e cálculo das variáveis climáticas de ambos os locais, bem como da umidade de equilíbrio dos grãos de milho e soja, foram realizadas de acordo com a metodologia apresentada e descrita por SILVA, MOSSINI JUNIOR; DALLACORT (2017).
Identificou-se o ano com o menor potencial adiabático, sendo esse o que apresentou pior condição climática do ar para a secagem de grãos. Utilizou-se o ano selecionado de cada município para calcular a umidade de equilíbrio para os diferentes produtos agrícolas (soja e milho).
As umidades de equilíbrio para os grãos de milho e soja foram comparadas em função da umidade ideal, segundo literatura especializada para o armazenamento seguro no período de um ano (Tabela 1), e em função da umidade máxima permitida para a comercialização (Tabela 2) de acordo com legislação vigente, analisada caso o produtor opte em comercializar a produção imediatamente após a realização da secagem.
Para que os municípios sejam considerados aptos para secagem com ar ambiente, os mesmos deverão apresentar decêndios em que a umidade de equilíbrio do produto seja menor que a umidade necessária para o seu armazenamento seguro, ou para sua comercialização.
Braz. J. of Develop., Curitiba, v. 6, n. 7, p. 50492-50501 jul. 2020. ISSN 2525-8761 Tabela 1 - Umidade segura para o armazenamento de soja e milho durante o período de um ano.
Produto Umidade de Armazenamento (%)
Milho 13,0
Soja 12,0
Fonte: Silva (2008).
Tabela 2 - Umidade padrão máxima permitida para a comercialização da soja e milho, de acordo com as especificações brasileiras de padronização, classificação e comercialização.
Produto Umidade de Comercialização (%)
Milho 14,0
Soja 14,0
Fonte: Brasil (2011) para o milho e Brasil (2007) para a soja.
O potencial de secagem com ar ambiente foi mensurado para os municípios em todos os decêndios do ano, distinguindo desta forma os períodos onde há ou não a possibilidade de se realizar a secagem com ar ambiente. Posteriormente, foram verificados quais os períodos convenientes para a secagem, e se estes correspondem com os períodos de colheita dos produtos agrícolas (soja e milho) nos municípios em estudo.
3 RESULTADOS E DISCUSSÃO
Após a obtenção dos dados climáticos de cada município junto ao SIMEPAR, os mesmos foram tabulados e analisados permitindo assim o cálculo do potencial adiabático de secagem (PSA) de todos os anos analisados ao longo da série histórica de 1999 a 2016, onde foi possível verificar que o ano de 2001 com PSA de 0,0011 (kg de vapor de água por m3 de ar úmido) e 2015 com PSA de 0,0014 (kg de vapor de água por m3 de ar úmido) foram os anos com a pior condição climáticas para a secagem com ar ambiente, ou seja, obtiveram o menor PSA, para os municípios de Toledo e Marechal Cândido Rondon, respectivamente.
No Paraná é possível o cultivo do milho na época primavera-verão (milho de verão), com a semeadura ocorrendo entre agosto a novembro e a colheita de janeiro a março (Fancelli e Dourado Neto, 2000; Fornasieri Filho, 2007), sendo enquadrada entre o 10 e 90 decêndios do ano.
Na Tabela 3 é possível visualizar os decêndios ao longo do ano, com suas respectivas umidades de equilíbrio nos municípios de Toledo e Marechal Cândido Rondon para os grãos de milho.
Tabela 3 - Umidades de equilíbrio (Ue) nos municípios de Toledo (T) e Marechal Cândido Rondon (MCR) para os grãos de milho ao longo dos decêndios do ano.
Decêndio Ue (%b.u.) em MCR Ue (%b.u.) em T
1 17,0 14,1
2 14,6 15,0
3 15,3 14,7
4 15,4 15,5
Braz. J. of Develop., Curitiba, v. 6, n. 7, p. 50492-50501 jul. 2020. ISSN 2525-8761 6 15,4 14,1 7 16,3 14,1 8 14,7 14,3 9 16,3 13,7 10 15,3 14,6 11 16,4 13,0 12 16,4 15,0 13 15,9 14,3 14 17,6 14,5 15 18,3 15,6 16 17,6 14,9 17 16,4 15,1 18 15,7 15,3 19 19,1 13,6 20 18,3 13,0 21 12,7 14,3 22 10,3 13,0 23 12,5 10,5 24 13,1 14,5 25 15,0 13,2 26 10,5 12,3 27 14,4 14,0 28 16,4 13,9 29 13,0 12,7 30 15,4 11,4 31 17,3 12,1 32 17,5 14,9 33 19,7 13,0 34 19,0 14,4 35 17,8 14,7 36 19,2 13,8
A umidade considerada segura para o armazenamento de milho durante o período de um ano é de 13% (Tabela 1) e para comercialização de 14% (Tabela 2). Nessa situação, considera-se possível realizar a secagem com ar ambiente para condições de armazenamento em aproximadamente 25 e 14 % dos decêndios do ano em Toledo e em Marechal Cândido Rondon, respectivamente, e para obter-se um teor de umidade igual ou inferior a 14 % é de 47 e 17 %. Apesar de Toledo apresentar quase 50% dos decêndios com condições favoráveis a secagem com ar ambiente, estes não estão localizados na época de colheita, que se situa entre o primeiro e o nono decêndio sendo necessário uma complementação de secagem com ar aquecido.
Braz. J. of Develop., Curitiba, v. 6, n. 7, p. 50492-50501 jul. 2020. ISSN 2525-8761 O resultado obtido é semelhante ao encontrado por Gonçalves (1983), que observou que as condições climáticas do município de Botucatu (SP) não são favoráveis para a secagem de milho com ar ambiente objetivando atingir a umidade requerida para o armazenamento.
De acordo com a EMBRAPA (2005), a soja é comumente semeada no oeste do Paraná na metade de setembro e colhida entre o final de janeiro e início de fevereiro, dependendo do ciclo da cultivar. Considerando que as cultivares de ciclo precoce levam aproximadamente 115 dias para a colheita, e as de ciclo médio cerca de 135 dias (Martorano et al., 2000), o período de colheita da soja compreender-se-á entre o segundo e o sétimo decêndio do ano.
Na Tabela 4 é possível visualizar os decêndios ao longo do ano, com suas respectivas umidades de equilíbrio nos municípios de Toledo e Marechal Cândido Rondon para os grãos de soja.
Tabela 4 - Umidades de equilíbrio (Ue) nos municípios de Toledo (T) e Marechal Cândido Rondon (MCR) para os grãos de soja nos decêndios do ano.
Decêndio Ue (%b.u.) em MCR Ue (%b.u.) em T
1 16,3 12,3 2 12,9 13,5 3 13,9 13,1 4 14,0 14,2 5 15,6 13,9 6 14,1 12,2 7 15,2 12,2 8 13,0 12,5 9 15,1 11,6 10 13,6 12,8 11 15,3 10,8 12 15,1 13,4 13 14,3 12,1 14 16,7 12,3 15 17,7 14,0 16 16,6 13,2 17 14,9 13,1 18 13,9 12,9 19 18,5 11,2 20 17,5 10,7 21 10,2 11,9 22 9,5 9,1 23 9,9 8,5 24 10,7 12,5 25 12,9 11,0 26 9,8 9,6 27 12,5 11,8 28 15,3 11,7 29 10,9 10,2
Braz. J. of Develop., Curitiba, v. 6, n. 7, p. 50492-50501 jul. 2020. ISSN 2525-8761 30 13,9 8,7 31 16,7 9,6 32 16,9 13,3 33 20,2 10,7 34 19,1 12,5 35 17,4 13,1 36 19,6 11,7
A umidade considerada segura para o armazenamento de soja durante o período de um ano é de 12% (Tabela 1) e de 14% para comercialização (Tabela 2). Considerando que a colheita seja realizada entre o segundo e o sétimo decêndio, será possível realizar a secagem com ar ambiente em aproximadamente 44 e 17 % dos decêndios do ano em Toledo e em Marechal Cândido Rondon, respectivamente, para atingir a umidade de armazenamento, e em 97 e 42% dos decêndios, para os referidos municípios respectivamente, atingirem as condições de umidade exigidas para comercialização.
As condições climáticas do município de Toledo apresentam-se muito favorável a secagem com ar ambiente neste período, apresentado mais de 80% dos decêndios favoráveis, enquanto em Marechal Cândido Rondon esta situação ocorre em 50% dos decêndios, apresentando, portanto, um menor potencial do uso deste método de secagem quando comparado ao outro município, sendo necessária a utilização de um método complementar de secagem com aquecimento do ar.
Os resultados obtidos estão de acordo com os de Silva, Mossini Junior, Dallacort (2017), que em estudo semelhante, analisando a viabilidade de secagem de soja com ar ambiente em municípios do Estado de Mato Grosso, observou que é possível a secagem de grãos de soja com ar natural.
No município de Toledo, ao longo de praticamente todo o período de colheita e dos demais decêndios do ano é possível atingir uma umidade de equilíbrio inferior à de comercialização da soja, demonstrando assim um elevado potencial para utilização do ar ambiente na operação de secagem.
Este comportamento observado do maior potencial de secagem com ar ambiente para os grãos de soja em detrimento aos de milho, por apresentarem comportamentos diferentes de umidade de equilíbrio quando armazenadas em um mesmo ambiente, deve-se possivelmente ao fato das diferenças de propriedades físicas e químicas, bem como, da composição dos mesmos, visto que a soja possui um maior teor de óleo, o que gera um menor teor de umidade de equilíbrio, enquanto o milho possui maior teor de amido, consequentemente uma maior umidade de equilíbrio por reter maior quantidade de água.
Braz. J. of Develop., Curitiba, v. 6, n. 7, p. 50492-50501 jul. 2020. ISSN 2525-8761
4 CONCLUSÕES
Pode-se concluir, que somente o município de Toledo apresenta elevado potencial à secagem com ar ambiente de grãos de soja devido as condições climáticas favoráveis e que o município de Marechal Cândido Rondon apresenta potencial para o uso deste método de secagem, mas necessita complementar com um método de secagem artificial com o aquecimento do ar. Já para os grãos de milho, em ambos municípios, não foram verificadas condições climáticas favoráveis a utilização somente do ar ambiente para a realização da secagem.
AGRADECIMENTOS
A equipe executora deste trabalho agradece ao Sistema Meteorológico do Paraná (SIMEPAR) pelo fornecimento das séries históricas dos dados climatológicos.
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